- •ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
- •Таким образом, необходимо ввести относительную погрешность измерений, которая определяется как отношение абсолютной погрешности
- •Измерить физическую величину означает сравнить ее с эталоном
- •Измерения всегда сопровождаются ошибками
- •3. Случайные ошибки.
- •Можно установить некоторый интервал значений измеряемой величины
- •Тогда, случайную ошибку можно найти:
- •Систематическая погрешность, или так называемая погрешность однократного измерения xои, как правило, указана в
- •Для цифрового прибора точность указывается в паспорте прибора.
- •Обычно полная погрешность определяется как корень квадратный из суммы квадратов случайной ошибки и
- •Погрешность косвенно измеряемой величины.
- •Рассмотрим вычисление погрешности косвенно определяемой величины на примере объема параллелепипеда
- •При обработке результатов измерений рекомендован следующий порядок операций:
- •5.Определяют погрешность однократного измерения xои
- •9. Находят абсолютную погрешность косвенных измерений:
- •Округление результата
- •В случае, если левой цифрой в погрешности является единица, то значащей будет следующая
- •Обычно студентам предложено два типа работ
Погрешность косвенно измеряемой величины.
Пусть y - косвенно измеряемая величина, которая является функцией некоторого числа N величин, измеряемых непосредственно
y f (x1,x2 ,...xN )
Относительная погрешность для косвенно измеряемой величины y определяется
y |
|
N |
ln y |
|
2 |
|
|
x2 |
|||
~ |
|
|
xi |
|
i |
y |
|
i 1 |
|
|
xi - абсолютная погрешность i-ой величины, измеряемой непосредственно
Абсолютная погрешность для косвенно измеряемой величины:
~
y y
Рассмотрим вычисление погрешности косвенно определяемой величины на примере объема параллелепипеда
V a b c Здесь: a x1 ; b x2 ; c x3 ;
Тогда:
lnV ln(a b c) ln a ln b ln c
lnV |
lnV |
|
|
(lna lnb lnc) ln a |
|
lnb |
|
lnc |
|
|||||
x |
a |
a |
a |
|||||||||||
a |
|
|
|
a |
|
|
|
|
||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
0 0 |
|
|
|
|||
|
(ln a)a |
(lnb)a (lnc)a |
a |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
lnV |
lnV |
|
|
(ln a lnb ln c) 0 |
1 |
0 |
|
x |
b |
b |
|||||
b |
|
|
|
||||
2 |
|
|
|
|
|
|
lnV |
lnV |
|
|
|
(ln a lnb lnc) 0 0 |
1 |
|
x |
|
c |
c |
||||
|
c |
|
|
|
|||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
Поскольку |
~ |
~ |
|
~ |
~ |
|
|
|
|
V a |
b |
c |
|
||
То относительная погрешность измерения объема параллелепипеда:
V |
|
1 |
|
2 |
2 |
1 |
|
2 |
2 |
1 |
2 |
|
2 |
|
~ |
|
~ |
a |
|
|
~ |
|
b |
|
~ |
c |
|
||
V |
|
a |
|
|
|
b |
|
|
|
c |
|
|
|
|
При обработке результатов измерений рекомендован следующий порядок операций:
Сначала находят погрешность прямых измерений
1. Вычисляют среднее из n измерений:
~ |
|
1 |
n |
|
|
|
|
||
x |
|
n |
xi |
|
|
|
|||
|
|
|
i 1 |
|
2. Определяют среднеквадратичное отклонение среднего арифметического:
|
|
n ~ |
xi ) |
2 |
|
~ |
|
(x |
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
n(n 1) |
|
|
|||
|
|
|
|
||
3. По доверительной вероятности =0,95 и числу измерений n из таблицы определяют коэффициент Стьюдента t ,n
4. Определяют случайную погрешность:
xсл t ,n ~x
5.Определяют погрешность однократного измерения xои
6.Определяют погрешность абсолютную ошибку прямого измерения x
x 
xсл2 xои2
7.Если в искомую величину входят несколько величин, которые измеряются непосредственно, то пункты 1-6 повторяют для каждой из них
Далее находят погрешность косвенных измерений.
8. Устанавливается формула для расчета относительно погрешности косвенных измерений из общей формулы :
y |
|
N |
ln y |
|
2 |
|
|
x2 |
|||
~ |
|
|
xi |
|
i |
y |
|
i 1 |
|
|
9. Находят абсолютную погрешность косвенных измерений:
~
y y
10. Округлить полученный результат.
11. Окончательный результат записывают в виде:
~ |
с =0,95 |
y y y |
На примере объема:
~ |
с =0,95 |
V V V |
Что означает: истинное значение объема с вероятностью 95% лежит в |
|
~ |
~ |
интервале от V V |
до V V |
Округление результата
Пусть, например, в работе М-00 получен следующий результат для объема тела:
V 5678,5468 64,2345 мм3
Округление начинают с погрешности. Значащей цифрой является самая
левая, если она не единица.
Итак, самой левой в 64,2345 является шестерка, следовательно, округляем до десятков
64,2345 60
Значит, до десятков следует округлить и сам результат:
5678,5468 5680
Окончательно: |
|
V 5680 60 мм3 |
c 0,95 |
В случае, если левой цифрой в погрешности является единица, то значащей будет следующая за ней, и до нее же округляется результат. Например:
V 5678,5468 14,2345 мм3
Тогда ответ:
V 5678 14 мм3 c 0,95
В
Ы
В
О
Д
по лабораторной работе
Обычно студентам предложено два типа работ
Проверить какой-либо давно установленный закон
Вывод должен содержать анализ полученных данных. Соответствует ли полученная зависимость проверяемому закону.
Найти заданную физическую величину новым для студента методом
Прежде всего, в выводе должно быть сравнение полученного студентом результата с табличной величиной (попадает ли она в доверительный интервал). Соответственно позволил данный метод или не позволил правильно найти физическую величину. Если не позволил, то почему? Если позволил, то охарактеризовать данный метод – достоинства, недостатки, указать,
что внесло наибольшую погрешность.
